摘  要：闡述了醫(yī)用IT供電系統(tǒng)，IT隔離變壓器功能性接地系統(tǒng)。介紹了IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測功能的擴(kuò)展：醫(yī)用隔離電源，IT系統(tǒng)隔離變壓器溫度檢測，IT系統(tǒng)接地故障定位檢測，以及絕緣監(jiān)測、各類檢測的中央監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：IT系統(tǒng)　絕緣監(jiān)測　過負(fù)荷檢測　隔離變壓器溫度檢測

1　概述

醫(yī)院因其工作的特殊性，醫(yī)療建筑也因此成為功能、結(jié)構(gòu)想對復(fù)雜的民用建筑。醫(yī)院的供配電方式與其他民用建筑有較大區(qū)別，尤其在醫(yī)院的特殊環(huán)境里，漏電流對病人構(gòu)成了潛在的危險(xiǎn)，因此對電氣安全設(shè)計(jì)提出了特殊而且嚴(yán)格的要求。尤其是那些生命攸關(guān)的場所，如外科手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等地均需安裝醫(yī)用IT供電系統(tǒng)（IT指不接地供電系統(tǒng)，此系統(tǒng)俗稱醫(yī)用隔離電源)，其目的就是為了保證對該場所內(nèi)的醫(yī)療電器提供一個(gè)安全可靠的電源，以確保病人的安全。

我國現(xiàn)有的醫(yī)院供配電系統(tǒng)，大多是上世紀(jì)八十年代左右的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路已經(jīng)跟不上國際發(fā)展的趨勢，并存在設(shè)備和供電線路老化等諸多問題。2005年北京供電公司和市衛(wèi)生局曾對全市醫(yī)療單位的用電安全進(jìn)行了大檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在不少安全隱患。工作人員素質(zhì)不高，工作時(shí)間睡覺、離崗，配電系統(tǒng)不完善，應(yīng)急預(yù)案可行性不強(qiáng)等問題普遍存在。

很多在手術(shù)過程中出現(xiàn)漏電問題導(dǎo)致病患死亡或癱瘓的事件發(fā)生，事實(shí)上對于收治重癥病人、做大手術(shù)的大醫(yī)院來說，配電室、手術(shù)室、急癥室、重癥救治中心都是要害部門，醫(yī)院應(yīng)該有預(yù)見意外風(fēng)險(xiǎn)的危機(jī)意識。

天災(zāi)不可逆，人禍本可防。“海恩法則”認(rèn)為：每一起嚴(yán)重事故的背后，必然有２９次輕微事故和３００次未遂先兆，以及１０００個(gè)事故隱患。衛(wèi)生主管部門重視醫(yī)院應(yīng)急用電設(shè)施建設(shè)，并做到防患于未然，給病人生命以更好的保障當(dāng)然也需要有好的產(chǎn)品配合——安科瑞公司的醫(yī)用隔離電源柜及其配套絕緣監(jiān)測裝置是針對醫(yī)療Ⅱ類場所的供電需求而開發(fā)設(shè)計(jì)的，能夠很好的滿足各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室對電源安全性和可靠性的要求，并符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2　類別和級別劃分

醫(yī)療場所根據(jù)接觸部件和患者之間的接觸形式以及醫(yī)療場所的具體用途，根據(jù)《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求—醫(yī)療場所》GB 16895.24-2005國家標(biāo)準(zhǔn)，可將醫(yī)療場所分為0類、1類和2類場所。

a. 應(yīng)用組0類：沒有醫(yī)療電氣設(shè)備與人體接觸的場所。例如：門診室、候診室、按摩室等。此類型場所沒有增加被電擊的風(fēng)險(xiǎn)，且電力中斷不會對病人造成危害。

b. 應(yīng)用組1類：使用醫(yī)療電氣設(shè)備進(jìn)行診斷或治療的場所，這些設(shè)備需要與人體接觸，與病人身體之間有能量交換，監(jiān)視病人體內(nèi)的能量交換。在此類場所醫(yī)療設(shè)備電源中斷不會引起病人生命危險(xiǎn)，醫(yī)療設(shè)備因停電而重新開始不會影響對病人的診斷。例如：病房、產(chǎn)房、X光室等。

在0類和1類場所允許采用帶漏電保護(hù)的接地系統(tǒng)供電（脫扣電流30mA，脫扣時(shí)間100mS），既TT或TN-S系統(tǒng)，禁止使用三相四線制接地系統(tǒng)，即TN-C系統(tǒng)。

c. 應(yīng)用組2類：在這類場合使用的醫(yī)療電氣設(shè)備包括：在病人體表或體內(nèi)使用的實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器；用于手術(shù)的儀器設(shè)備；維持病人生命和軀體功能的設(shè)備；用于打開心臟、大腦的設(shè)備。在此類場合醫(yī)療設(shè)備電源中斷會引起病人生命危險(xiǎn)；微弱的漏電流會產(chǎn)生‘微電擊’。在2類場所中每個(gè)房間必須至少配備一套醫(yī)用IT電源供電（隔離供電電源），該電源系統(tǒng)必須安裝絕緣監(jiān)視儀。例如：麻醉室﹑手術(shù)室﹑手術(shù)準(zhǔn)備室﹑手術(shù)石膏室﹑手術(shù)恢復(fù)室﹑心臟導(dǎo)管插入室﹑重癥監(jiān)護(hù)室﹑心臟監(jiān)護(hù)室﹑血管造影檢查室﹑早產(chǎn)嬰兒監(jiān)護(hù)室等。均屬于2類場所在應(yīng)用組2類的醫(yī)療場所，必須使用帶絕緣監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng)，即IT系統(tǒng)。

在某些醫(yī)療場所內(nèi)，對電源的自動轉(zhuǎn)換時(shí)間有一定的時(shí)間要求，為了保證供電的可靠性需配置安全電源，當(dāng)失去正常供電電源時(shí)，該安全電源應(yīng)在預(yù)定的切換時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行。

3　對低壓配電系統(tǒng)的接地型式要求

在醫(yī)療場所內(nèi)使用的醫(yī)療電氣設(shè)備（接觸部件），首先應(yīng)考慮對醫(yī)務(wù)人員和患者的安全，對2類危機(jī)生命的醫(yī)療場所，不僅要加強(qiáng)電氣設(shè)備用電安全性，同時(shí)要提高供電的可靠性。因此醫(yī)療場所內(nèi)的電氣設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝有別于其他公共建筑。

首先醫(yī)療場所內(nèi)不允許采用TN-C系統(tǒng)的接地型式。0類和1類醫(yī)療場所使用TT和TN-S系統(tǒng)的接地型式，2類醫(yī)療場所中包括手術(shù)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、X光機(jī)、額定功率大于5kVA的大型設(shè)備和不用于維持生命的電氣設(shè)備的供電回路也可采用TT和TN-S系統(tǒng)的接地型式。其他2類醫(yī)療場所內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備必須采用醫(yī)療IT系統(tǒng)的接地型式，滿足供電的可靠性和用電的安全性要求。

4　低壓配電系統(tǒng)的供電方式

0類醫(yī)療場所內(nèi)的電氣設(shè)備與醫(yī)務(wù)人員和患者無任何接觸，因此對供電方式無具體要求。1類醫(yī)療場所內(nèi)，由于醫(yī)療電氣設(shè)備與醫(yī)務(wù)人員及患者有接觸，應(yīng)采用剩余電流動作保護(hù)器作為附加保護(hù)，由于1類醫(yī)療場所內(nèi)的電氣設(shè)備的額定電流一般不大于32A，應(yīng)采用最大剩余電流為30mA的剩余電流動作保護(hù)器。2類醫(yī)療場所中手術(shù)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、X光機(jī)、額定功率大于5kVA額定電流小于32A的大型設(shè)備和不用于維持生命的電氣設(shè)備也可采用最大剩余電流為30mA的剩余電流動作保護(hù)器作為附加保護(hù)。其他2類醫(yī)療場所內(nèi)，包括用于維持生命的、外科手術(shù)的和其他位于“患者區(qū)域”（距患者1.5m半徑、2.5m高的區(qū)域）內(nèi)的醫(yī)療電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電應(yīng)采用IT系統(tǒng)隔離電源的供電方式，要求具有對供電系統(tǒng)絕緣監(jiān)視、對隔離變壓器的負(fù)荷和溫度過熱進(jìn)行監(jiān)視等功能。圖1以手術(shù)室供配電方案為例，介紹1、2類醫(yī)療場所的供配電方式。本方案中重要回路采用IT系統(tǒng)（2類場所內(nèi)的大部分設(shè)備）與不重要回路（1類場所及部分2類場所）采用TN-S系統(tǒng)的基本組合方式。重要回路采用IT系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)絕緣監(jiān)視、負(fù)荷和隔離變壓器溫度監(jiān)視等功能，非重要回路采用帶剩余電流動作保護(hù)開關(guān)的TN-S系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)剩余電流達(dá)到30mA時(shí)，開關(guān)動作。另外手術(shù)室的電氣設(shè)計(jì)可根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際需要和財(cái)力，配置絕緣故障定位和剩余電流定位等功能。2類醫(yī)療場所采用IT系統(tǒng)的供電方式可將隔離變壓器之前電氣回路的導(dǎo)體與其后電氣回路的導(dǎo)體做完全的電氣分隔，防止之前供電回路的事故電流通過接地線竄入手術(shù)室等重要場所。如果隔離變壓器上所接的負(fù)荷發(fā)生帶電導(dǎo)線碰金屬外殼及絕緣損壞等故障時(shí)（即第一次故障），由于IT系統(tǒng)的接地型式對地不能構(gòu)成電氣通路，只能產(chǎn)生一個(gè)很小的容性電流，因此對人體根本不造成傷害，但該系統(tǒng)必須配置絕緣監(jiān)視器以便盡早發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)排除，保證供電的連續(xù)性。當(dāng)同一設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備再次發(fā)生帶電導(dǎo)線碰金屬外殼及絕緣損壞時(shí)（即第二次故障），由于此時(shí)形成的是短路，該電流將足以使保護(hù)電氣在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切斷電源，故IT系統(tǒng)既保證了供電的連續(xù)性，又可使人免于電擊，保證醫(yī)務(wù)人員和患者的人身安全。當(dāng)IT變壓器只為一臺設(shè)備供電時(shí)，該變壓器可不裝設(shè)絕緣監(jiān)視器。

 

5　應(yīng)用案例

安科瑞（Acrel）公司的醫(yī)用隔離電源柜是針對醫(yī)療2類場所的供電需求而設(shè)計(jì)的具有局部IT系統(tǒng)的配電柜，IT系統(tǒng)裝設(shè)絕緣監(jiān)測裝置來監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣狀況，各輸出回路采用了具有短路保護(hù)功能的斷路器；其它系統(tǒng)輸出回路則采用了具有漏電保護(hù)功能的斷路器。產(chǎn)品根據(jù)使用場所的不同分為GGF-O系列手術(shù)室用隔離電源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜兩大類，能夠很好的滿足各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室對電源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求-醫(yī)療場所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》等標(biāo)準(zhǔn)。

采用IT系統(tǒng)的2類醫(yī)療場所包括有手術(shù)室、急診搶救室、各類重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）、心臟導(dǎo)管及造影室等。每個(gè)房間應(yīng)配有獨(dú)立的隔離電源系統(tǒng)。對于多個(gè)這類場所，可以采用如圖1所示的配電方案。

圖1　2類醫(yī)療場所配電方案

圖中各個(gè)手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室分別采用獨(dú)立的IT供電系統(tǒng)，所有的IT系統(tǒng)由手術(shù)部與ICU總配電柜通過TN-S系統(tǒng)配電。各IT系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測器及總配電柜內(nèi)的剩余電流監(jiān)測設(shè)備又通過基于Modbus協(xié)議的RS485總線將各個(gè)監(jiān)測信號反饋到手術(shù)部的中央監(jiān)控室內(nèi)，并由中央控制室的上位機(jī)通過中央控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行集中監(jiān)控。各個(gè)IT系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，都可以顯示在中央監(jiān)控室的上位機(jī)上，方便工作人員對系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控與管理。

各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室根據(jù)各系統(tǒng)容量分別配置單獨(dú)的IT系統(tǒng)，主要的醫(yī)療儀器、無影燈、多功能吊塔等用電設(shè)備須從IT系統(tǒng)中取電。照明燈、觀片燈和電動門等可以不從IT系統(tǒng)取電。 圖2為采用醫(yī)療隔離電源系統(tǒng)的手術(shù)室或ICU配電系統(tǒng)圖。絕緣監(jiān)測儀時(shí)刻監(jiān)測IT系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)，并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)給出報(bào)警信號，外接的報(bào)警與顯示儀通過RS485接口與絕緣監(jiān)測儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)字通信，顯示絕緣監(jiān)測儀的檢測結(jié)果，并在報(bào)警時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號。除了絕緣監(jiān)測設(shè)備外，系統(tǒng)還配置了絕緣故障測試儀和絕緣故障評估儀。絕緣故障測試儀能夠在線查找故障發(fā)生的回路，它和絕緣監(jiān)測儀一起工作，當(dāng)絕緣監(jiān)測儀探測到系統(tǒng)絕緣故障后，絕緣故障測試儀立即開始故障定位，由絕緣故障評估儀周期性地送出一個(gè)特殊的測試電流，測試電流流經(jīng)故障部位，由電流互感器探測，并由電子評估儀對故障回路進(jìn)行評估，評估的結(jié)果送報(bào)警與顯示儀中顯示。

圖2　手術(shù)室或ICU配電系統(tǒng)圖

其工作原理：單端出現(xiàn)對地故障不會造成漏電，絕緣監(jiān)測儀AIM-M100持續(xù)監(jiān)控輸出線路對地絕緣。當(dāng)其中一條線發(fā)生對地短路故障時(shí)，沒有實(shí)際的漏電流通過。另外隔離變壓器AITR還可以防止接地系統(tǒng)內(nèi)的漏電流竄入與病人連接的設(shè)備回路。一旦發(fā)生一端接地的故障后，絕緣監(jiān)測儀AIM-M100就能夠檢測到這個(gè)故障并通過報(bào)警與顯示儀AID100發(fā)出報(bào)警，而此時(shí)電源不會被切斷，保證了供電的連續(xù)性。醫(yī)護(hù)人員可以根據(jù)報(bào)警與顯示儀AID100上顯示的預(yù)期漏電流大小和手術(shù)的實(shí)際情況及時(shí)處理，因而人身觸電的危險(xiǎn)被降低到了最小。

6　主要IT系統(tǒng)電源柜型號及主要附件

安科瑞（Acrel）公司的醫(yī)用隔離電源柜是針對醫(yī)療2類場所的供電需求而設(shè)計(jì)的具有局部IT系統(tǒng)的配電柜，IT系統(tǒng)裝設(shè)絕緣監(jiān)測裝置來監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣狀況，各輸出回路采用了具有短路保護(hù)功能的斷路器；其它系統(tǒng)輸出回路則采用了具有漏電保護(hù)功能的斷路器。產(chǎn)品根據(jù)使用場所的不同分為GGF-O系列手術(shù)室用隔離電源柜和GGF-I系列ICU/CCU等病房用隔離電源柜兩大類，能夠很好的滿足各類手術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室對電源安全性和可靠性的要求，并符合GB16895.24-2005/IEC60364-7-710:2002《建筑物電氣裝置第7-710部分：特殊裝置或場所的要求-醫(yī)療場所》和GB7251.1-2005/IEC 60439-1:1999《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》等標(biāo)準(zhǔn)。

 

6.1 ICU、CCU病房配電解決方案（以GGF-I8隔離配電柜系統(tǒng)圖為例）

表1　方案配置表

6.2 手術(shù)室配電解決方案（以GGF-O8隔離配電柜系統(tǒng)圖為例）

表2　方案配置表

7　結(jié)束語

保護(hù)醫(yī)院的病人以及醫(yī)護(hù)人員不受漏電事故的傷害。隨著我國國力的增強(qiáng)，醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)將在一定時(shí)期得到長足的發(fā)展，作為我們醫(yī)療工作人員，要不斷了解、學(xué)習(xí)最新的醫(yī)療設(shè)備技術(shù)，學(xué)習(xí)了解國內(nèi)外的新規(guī)范，重視醫(yī)院的電氣安全，大力推廣安全可靠的配電及接地系統(tǒng)。相信在不久的將來，隨著人們對IT系統(tǒng)的充分認(rèn)識，IT系統(tǒng)也會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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